(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの狭小隙間に挟まった切屑を除去する治具であって、
前記ワークの狭小隙間内に進入可能であり、内部空間を有したヘッド部を具備し、
前記ヘッド部は、先端に設けられる押圧面と、前記狭小隙間の底面から離間する方向に向けて設けられ、かつ、前記底面に垂直な方向に対して傾斜する傾斜溝とを有し、
前記傾斜溝は、前記ヘッド部を厚み方向に貫通するように設けられ、
前記ヘッド部の押圧面により前記切屑を前記狭小隙間の底部に押し当てて粉砕又は圧縮し、
前記ヘッド部を前記狭小隙間内で移動させることによって、前記傾斜溝に前記切屑を捕集し、
前記ヘッド部の内部空間にクーラントを噴出することによって、前記ヘッド部の傾斜溝に捕集された切屑を外部に放出する、
ことを特徴とする切屑除去治具。
【請求項２】
前記ヘッド部を移動可能に支持する軸部をさらに具備し、
前記ヘッド部は、円筒状に形成されるとともに、前記軸部によって前記ヘッド部を前記狭小隙間内で回転移動させることによって、前記傾斜溝に前記切屑を捕集する請求項１に記載の切屑除去治具。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の切屑除去治具を用いて、前記ワークの狭小隙間に挟まった切屑を除去する方法であって、
前記ヘッド部の押圧面によって、前記狭小隙間に挟まった切屑を脱落させるとともに、前記ワークに押し付け、
前記ヘッド部を前記狭小隙間内で移動させることによって、前記傾斜溝内に前記切屑を捕集し、
前記ヘッド部の内部空間にクーラントを噴出することによって、前記傾斜溝内に捕集された切屑を外部に排出する切屑除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭小隙間に挟まった切屑を除去するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに対する穴あけ加工、切削加工等によって生じる切屑を回収する手法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、ワークへの加工部を取り囲むケーシング内に上昇気流を発生させて切屑を排出するとともに、穴あけ工具の回転によって切屑に付与される流出力、拡散エネルギーを利用して、切屑をケーシング内に誘導することによって、切屑を良好に回収する切屑回収装置の構成が開示されている。
特許文献１のようにエア若しくはクーラント等の流体を吹き付けて切屑を吹き飛ばす手法の他には、ブラシ、スプリング等を用いて切屑を掻きだす手法が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、流体の噴出力だけでは、狭小部に挟まった切屑を脱落させて除去するほどの推進力を与えることが難しく、ブラシ、スプリングでは、切屑が隙間内を移動するだけで、除去を保証できないという課題が残る。また、これらの手法によっても、切屑自体の大きさは変化せず、挟まる力に変化がないため、除去作業を繰り返し行ったとしても確実に除去できるという保証が得られない。
そこで、本発明は、ワークの狭小隙間に挟まった切屑を良好に除去できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一態様である切屑除去治具は、ワークの狭小隙間に挟まった切屑を除去する治具であって、前記ワークの狭小隙間内に進入可能であり、内部空間を有したヘッド部を具備し、前記ヘッド部は、先端に設けられる押圧面と、前記狭小隙間の底面から離間する方向に向けて設けられ、かつ、前記底面に垂直な方向に対して傾斜する傾斜溝とを有し、前記傾斜溝は、前記ヘッド部を厚み方向に貫通するように設けられ、前記ヘッド部の押圧面により前記切屑を前記狭小隙間の底部に押し当てて粉砕又は圧縮し、前記ヘッド部を前記狭小隙間内で移動させることによって、前記傾斜溝に前記切屑を捕集し、前記ヘッド部の内部空間にクーラントを噴出することによって、前記ヘッド部の傾斜溝に捕集された切屑を外部に放出する。
【０００６】
前記ヘッド部を移動可能に支持する軸部をさらに具備し、前記ヘッド部は、円筒状に形成されるとともに、前記軸部によって前記ヘッド部を前記狭小隙間内で回転移動させることによって、前記傾斜溝に前記切屑を捕集することが好ましい。
【０００７】
本発明の第二態様である切屑除去方法は、本発明の第一態様である切屑除去治具を用いて、前記ワークの狭小隙間に挟まった切屑を除去する方法であって、前記ヘッド部の押圧面によって、前記狭小隙間に挟まった切屑を脱落させるとともに、前記ワークに押し付け、前記ヘッド部を前記狭小隙間内で移動させることによって、前記傾斜溝内に前記切屑を捕集し、前記ヘッド部の内部空間にクーラントを噴出することによって、前記傾斜溝内に捕集された切屑を外部に排出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワークの狭小隙間に挟まった切屑を良好に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】切屑除去治具を示す図である。
【図２】ワークの一例を示す図である。
【図３】切屑除去治具による除去工程を示す図である。
【図４】切屑除去治具の応用例を示す図である。
【図５】ワークの他の例を示す図である。
【図６】切屑除去治具の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示すように、切屑除去治具１は、ワーク２の一部に存在する狭小隙間３に挟まった切屑４を除去するために用いる装置である。
【００１１】
図２に示すように、ワーク２は、例えば、シリンダヘッド５のバルブガイド逃がし削り部６にバルブガイド７を圧入したものである。
シリンダヘッド５の粗材の状態から、円形の座・逃がし削りを含むバルブガイド逃がし削り部６を設けるとともに、バルブガイド７圧入用の穴を加工し、その穴にバルブガイド７を圧入する。この一連の作業により、バルブガイド逃がし削り部６とバルブガイド７との間に円環状の狭小隙間３が形成される。そして、シリンダヘッド５の他部位を加工する際に発生する切粉、削りカス等の切屑４が狭小隙間３に挟まる。このようなワーク２に対して、切屑除去治具１を用いて狭小隙間３の切屑４を除去する。
【００１２】
図１に示すように、切屑除去治具１は、その先端に設けられ、かつ、狭小隙間３内に進入して切屑４を除去するヘッド部１０、及び、ヘッド部１０を移動可能に支持する軸部２０を具備する。
【００１３】
ヘッド部１０は、切屑除去治具１の先端に設けられる。ヘッド部１０は、中空の円筒状に形成されており、その円筒部がワーク２の狭小隙間３の内部空間に応じた肉厚を有するように形成される。例えば、ヘッド部１０の壁面の厚みは、狭小隙間３の隙間幅と同等又はそれよりも小さい厚みに設定される。
本実施形態においては、ヘッド部１０の壁面を狭小隙間３内に進入させることが可能であるとともに、ヘッド部１０の円筒部分の内部空間にバルブガイド７の突出部を収容可能である。
【００１４】
ヘッド部１０の先端面は押圧面１１として形成される。押圧面１１は、平坦面として形成されており、狭小隙間３の底面と面で当接可能である。本実施形態では、ヘッド部１０の押圧面１１は、バルブガイド逃がし削り部６の座面と当接可能に形成されている。
ヘッド部１０の押圧面１１を切屑４に押し当てて押圧することによって、狭小隙間３に噛み込んだ切屑４を粉砕し、若しくは、圧縮して切屑４を小さくする。このように、切屑４は、狭小隙間３への挟まり力に抗して押圧面１１に押し込まれることにより、狭小隙間３に挟まった状態から脱落し、粉砕又は圧縮される。
【００１５】
ヘッド部１０は、壁面に傾斜溝１２を有する。
傾斜溝１２は、ヘッド部１０の押圧面１１から基端側に向けて設けられる切り欠きであり、ヘッド部１０の円筒部を厚み方向に貫通するように設けられている。傾斜溝１２は、ヘッド部１０の軸方向（ヘッド部１０が狭小隙間３の底面に対して垂直に進入する方向）に対して傾斜するように形成される。言い換えれば、傾斜溝１２は、ヘッド部１０の軸方向視で、先端側の押圧面１１から基端側に向かって時計回り又は反時計回りに捻じれるように形成されている。
【００１６】
傾斜溝１２の内部空間の大きさは、切屑４を内部に収容できる程度の容積を有するように設定されている。また、傾斜溝１２の軸方向の長さは、ワーク２のうち、ヘッド部１０の円筒部分の内部空間に収容される部位（バルブガイド７の突出部）の高さよりも大きく設定されており、ヘッド部１０をワーク２の狭小隙間３に進入させた際に、傾斜溝１２の基端側の開口部が狭小隙間３の外側に到達するように延出されている。つまり、ヘッド部１０を狭小隙間３に挿入したときに、傾斜溝１２が狭小隙間３の内外を連通する主な経路となる。
【００１７】
軸部２０は、ヘッド部１０から軸方向に連続して設けられる。軸部２０には、適宜の回転機構及び移動機構が接続されており、この回転機構及び移動機構によってヘッド部１０が回転移動可能、かつ、軸方向に直線移動可能に支持されている。なお、適宜の回転機構及び移動機構に替えて、軸部２０の回転移動及び直線移動を手作業で行っても良い。
軸部２０は、中空の筒状に形成されており、その筒部の内部空間はヘッド部１０の円筒部の内部空間と連通するクーラントスルー２１として形成される。クーラントスルー２１は、軸部２０の基端にまで延出されており、クーラントスルー２１によって切屑除去治具１全体が中空状となっている。
【００１８】
クーラントスルー２１は、適宜のクーラント噴出装置と接続される。切屑除去治具１を使用する際は、前記クーラント噴出装置を作動させることにより、クーラントスルー２１を介して、ヘッド部１０の内部空間に向けてクーラントが噴射される。ヘッド部１０の内部空間に噴射されるクーラントは、狭小隙間３から傾斜溝１２を介して外部に放出される。
【００１９】
次に、図３を参照して、切屑除去治具１を用いてワーク２の狭小隙間３に挟まった切屑４を除去する工程について説明する。
【００２０】
まず、ヘッド部１０を狭小隙間３内に進入させて、押圧面１１を切屑４に押し当てて粉砕する。これにより、切屑４が狭小隙間３の底部に押し込まれる。このとき、切屑４が狭小隙間３内に固着していたとしても、押圧面１１による押圧によって脱落して底部に押し当てられて粉砕又は圧縮される。
このようにして、狭小隙間３の開口に応じたヘッド部１０を狭小隙間３内に進入させて切屑４を押圧することによって、隙間内に挟まった切屑４を脱落させるとともに、粉砕・圧縮する。
【００２１】
次に、軸部２０を回転させ、ヘッド部１０を回転させる。ヘッド部１０の回転移動によって、切屑４を傾斜溝１２内に捕集する。このとき、ヘッド部１０を傾斜溝１２の傾斜方向に沿って回転させる（傾斜溝１２の先端側が基端側よりも回転方向前側となるように、ヘッド部１０を回転させる）ことで、切屑４を掬い出すようにして傾斜溝１２内に良好に案内できる。
【００２２】
切屑４を傾斜溝１２で捕集した後に、クーラントスルー２１を介してヘッド部１０内にクーラントを噴射する。これにより、クーラントが切屑４を傾斜溝１２に沿って押し出す。このように、粉砕された切屑４が傾斜溝１２を介して放出され、狭小隙間３に挟まった切屑４が除去される。
なお、クーラントの噴射を行わずに、ヘッド部１０の回転によって生じる遠心力を利用して傾斜溝１２に沿って切屑４を外部に排出することも可能であり、また、傾斜溝１２に切屑４を捕集した状態でヘッド部１０を隙間から取り出すことによっても、切屑４を狭小隙間３内から除去することが可能である。
【００２３】
以上のように、（１）ヘッド部１０を狭小隙間３内に進入させて、押し付けることによって、隙間内の切屑４を脱落させて、粉砕・圧縮し、（２）ヘッド部１０を回して、傾斜溝１２で切屑４を捕集し、（３）クーラントスルー２１を介してクーラントを噴射することによって、傾斜溝１２に沿って切屑４を狭小隙間３の外部に排出する。このようにして、切屑除去治具１を用いてワーク２の狭小隙間３に挟まった切屑４を除去する。
【００２４】
図４に示すように、複数の切屑除去治具１・１・・・を用いて、複数の狭小隙間３・３・・・を有するワーク３０に対して、同時に各狭小隙間３に挟まる切屑４を除去する作業を行うことも可能である。
ワーク３０は、多関節ロボット等の支持装置によって、各切屑除去治具１のヘッド部１０に対して近接方向及び離間方向に移動可能に支持される。例えば、ワーク３０は、八つのワーク２が一直線上に所定間隔を空けて配置されたシリンダヘッドである。つまり、ワーク３０には、狭小隙間３・３・・・が互いに所定間隔を空けて直線状に配置されている。
【００２５】
切屑除去治具１・１・・・は、その軸方向と直交する直線に沿って連結配置されており、各ヘッド部１０がワーク３０の各狭小隙間３に対向するように支持される。
各軸部２０には、回転機構４０が接続される。回転機構４０は、シリンダ４１と、各軸部２０に設けられるラック・ピニオン４２とによって構成される。シリンダ４１による前後進と各ラック・ピニオン４２による回転は連動しており、シリンダ４１の前後進運動をラック・ピニオン４２による回転運動に変換している。
また、各切屑除去治具１のクーラントスルー２１には、クーラント噴射装置が接続される。
【００２６】
複数の切屑除去治具１・１・・・を用いて、ワーク３０の狭小隙間３・３・・・に挟まる切屑４・４・・・を除去する工程は以下の通りである。
まず、ワーク３０を支持する支持装置を作動させて、ワーク３０を切屑除去治具１・１・・・に向けて移動させる。さらに、各狭小隙間３に各ヘッド部１０が進入するまでワーク３０を移動させる。次に、回転機構４０を作動させて、各ヘッド部１０を狭小隙間３内で回転移動させる。これとともに、クーラント噴射装置を作動させて、各クーラントスルー２１を介してヘッド部１０内にクーラントを噴出する。これにより、ワーク３０の各狭小隙間３に挟まる切屑４を外部に排出できる。
【００２７】
以上のように、複数の狭小隙間３・３・・・が一直線上に存在するワーク３０に対して、同数の切屑除去治具１・１・・・を用意し、ワーク３０を多関節ロボット等の支持装置によって支持することによって、切屑除去治具１・１・・・に対してワーク３０を進退移動可能とするとともに、各切屑除去治具１を回転機構４０によって回転可能とすることによって、ワーク３０の狭小隙間３・３・・・に挟まる切屑４・４・・・を同時に除去することができる。
【００２８】
図５に示すように、ワーク５０の狭小隙間５１が直線状である場合にも、上述の実施形態と同様の技術的思想を用いて、切屑５２を良好に除去することができる。
【００２９】
図６に示すように、切屑除去治具６０は、狭小隙間５１内に進入可能なヘッド部６１を具備する。ヘッド部６１は、狭小隙間５１に応じた形状を有し、かつ、狭小隙間５１内で移動可能な大きさを有する。つまり、ヘッド部６１は、狭小隙間５１の隙間幅と同等の厚みを有する板状に形成され、その横幅（隙間幅と直交する方向の幅）は狭小隙間５１の横幅よりも小さく形成される。
ヘッド部６１は、押圧面６２及び傾斜溝６３を有する。押圧面６２は、ヘッド部６１の先端面として構成される平坦面である。傾斜溝６３は、ヘッド部６１の板厚方向に貫通する切り欠きであり、ヘッド部６１の進入方向（狭小隙間５１の底面に垂直な方向）に対して傾斜して設けられる。この場合の傾斜溝６３は、ヘッド部６１の端部から中央側に向けて設けられることが好ましい。つまり、傾斜溝６３は、ヘッド部６１の先端側の押圧面６２から基端側に向かって形成されており、先端側から基端側へ向かうにつれて軸方向と直交する方向の中央側へいくように傾斜している。
【００３０】
以上のように構成される切屑除去治具６０をワーク５０の狭小隙間５１内に進入させて、押圧面６２で切屑５２を挟まった状態から脱落させるとともに、ワーク５０内に押し付けて粉砕又は圧縮し、さらに、ヘッド部６０を狭小隙間５１に沿って移動させることによって、傾斜溝６３で切屑５２を捕集する。この場合、傾斜溝６３の先端側が基端側よりも移動方向前側となるように、ヘッド部６１を移動させることで、切屑５２を掬い出すようにして傾斜溝６３内に良好に案内できる。
そして、傾斜溝６３内に捕集された切屑５２を取り出すことによって、ワーク５０の狭小隙間５１に挟まった切屑５２を除去する。
【００３１】
なお、ワークの狭小隙間の形状は、円環状、直線状に限らず、半円環状、曲線状等である場合も同様の技術的思想を持った切屑除去治具を用いて、当該狭小隙間に挟まる切屑を良好に除去することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１：切屑除去治具、２：ワーク、３：狭小隙間、４：切屑、１０：ヘッド部、１１：押圧面、１２：傾斜溝、２０：軸部、２１：クーラントスルー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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